Электронное управление работой дизеля позволяет точно и дифференцированно регулировать параметры процесса впрыскивания. Только таким образом можно обеспечить соответствие многочисленным требованиям, которые ставятся перед современными дизелями. Система электронного управления работой дизеля (EDC — Electronic Diesel Control) подразделяется на три системных блока: «датчики и задающие устройства», «блок управления» и «исполнительные механизмы».

 

Требования

 

Снижение расхода топлива и уровня эмиссии вредных веществ в отработавших газах при одновременном повышении мощности или крутящего момента в последние годы привело к увеличению использования дизелей с непосредственным впрыском топлива, у которых давление впрыскивания по сравнению с вихре-камерными или предкамерными двигателями заметно выше. Из-за лучшего смесеобразования и отсутствия потерь на перетекание заряда между камерами сгорания расход топлива у двигателей с непосредственным впрыском сокращается на 10…20%. Кроме того, на развитии современных дизелей отражаются высокие требования к эксплуатационному комфорту и уровню шума работы двигателя.

На основе вышеперечисленного формируются требования к системе впрыска и регулированию ее работы относительно:

• Высоких давлений впрыскивания;
• Формирования процесса впрыскивания;
• Предварительного и, при необходимости, дополнительного впрыскивания;
• Соответствия каждому рабочему режиму цикловой подачи топлива, давления во впускном трубопроводе и момента начала впрыскивания;
• Зависимости пусковой подачи от температуры охлаждающей жидкости;
• Независимой от нагрузки частоты холостого хода;
• Регулирования рециркуляции отработавших газов;
• Регулирования скорости движения;
• Меньших допусков на время впрыскивания и величину цикловой подачи;
• Сохранения высокой точности всех параметров на время всего срока службы дизеля.

 

Обычная механическая система регулирования частоты вращения коленчатого вала с помощью различных устройств гарантирует высокое качество подготовки топливовоздушной смеси на разных режимах работы дизеля. Тем не менее, она имеет ограниченные функции и не учитывает многие параметры, влияющие на работу двигателя извне. Кроме того, минимальное время срабатывания механической системы ограничено ее конструктивными особенностями.

Электронная система управления работой дизеля развивалась от простого электрического привода рейки ТНВД до комплексной электронной системы, которая может обрабатывать в реальном времени большое количество параметров. Она может быть частью всей бортовой электронной системы автомобиля. Комплексная электронная система, благодаря все возрастающей интеграции электронных устройств, может размещаться в миниатюрном блоке управления.

 

Системный обзор

 

Система электронного регулирования работы дизеля способна обеспечить выполнение всех вышеупомянутых требований. В отличие от механических систем регулирования, при наличии электроники, водитель, нажимая педаль газа, не приводит в действие тяги привода ТНВД, а задействует исполнительные механизмы.

Величина цикловой подачи топлива зависит от различных параметров. Например, от:

• Желания водителя (положения педали газа);
• Рабочего состояния дизеля;
• Температуры охлаждающей жидкости;
• Воздействия других систем (например, противобуксовочной системы);
• Воздействия на уровень эмиссии вредных веществ в отработавших газах и т. д.

 

По этим параметрам блок управления рассчитывает величину подачи топлива. Момент начала   впрыскивания также можно варьировать. Все это обусловливает широкие возможности управления, когда возникающие отклонения от требуемого режима оперативно распознаются и запускается соответствующая программа реагирования (например, ограничение крутящего момента или переход на режим холостого хода в случае неисправности). Именно поэтому электронная система регулирования работой дизеля включает в себя несколько контуров.

Применение электронной системы позволяет также осуществлять обмен данными с другими системами автомобиля. Вместе с тем, электронная система управления работой дизеля может интегрироваться в единую бортовую сеть управления автомобилем, что позволяет, например, снижать крутящий момент при срабатывании автоматической коробки передач или изменять его при пробуксовке колес, отключать систему впрыска от устройства блокировки движения и т. д.

Электронная система управления работой дизеля полностью интегрирована в бортовую систему диагностики автомобиля. Она соответствует всем требованиям протоколов диагностики OBD (On Board Diagnose) и EOBD (Европейский протокол OBD).

 

Системные блоки

 

Электронная система управления работой дизеля делится на три системных блока (рис. «Системные блоки системы электронного управления работой дизеля»).

1. Датчики и задающие устройства 1 регистрируют условия эксплуатации (например, частоту вращения коленчатого вала двигателя) и задаваемые величины (например, положение рейки ТНВД). Они преобразуют физические величины в электрические сигналы.
2. Блок 2 управления обрабатывает сигналы датчиков и задающих устройств по определенным программам (алгоритмам управления и регулирования). Он управляет исполнительными механизмами с помощью электрических выходных сигналов. Кроме того, блок управления взаимодействует с другими системами автомобиля (4), а также участвует в его диагностике (5).
3. Исполнительные механизмы 3 преобразуют электрические выходные сигналы блока управления в действие механических устройств (например, электромагнитного клапана индивидуального ТНВД).

 

Рядные ТНВД

 

 

Распределительные ТНВД с аксиальным движением плунжера и регулирующими кромками

 

 

Распределительные ТНВД с аксиальным и радиальным движениями плунжеров и управляющими электромагнитными клапанами

 

 

Система Common Rail

 

 

 

Система насос-форсунок (UIS) для легковых автомобилей

 

 

Системы насос-форсунок (UIS) и индивидуальных ТНВД (UPS) для грузовых автомобилей